SpringBoot實(shí)現(xiàn)輕量級動態(tài)定時(shí)任務(wù)管控及組件化的操作步驟

更新時(shí)間：2024年11月23日 09:20:13 作者：糖拌西紅柿

文章介紹了一種在SpringBoot中實(shí)現(xiàn)動態(tài)定時(shí)任務(wù)的解決方案,基于COLA架構(gòu)理論,封裝到了組件層,該組件支持類級別和方法級別的定時(shí)任務(wù)注冊,并提供了易用性和擴(kuò)展性,組件使用Maven形式引入,并且可以通過YAML配置文件進(jìn)行設(shè)置,感興趣的朋友一起看看吧

關(guān)于動態(tài)定時(shí)任務(wù)

關(guān)于在SpringBoot中使用定時(shí)任務(wù)，大部分都是直接使用SpringBoot的@Scheduled注解，如下：

@Component
public class TestTask
{
    @Scheduled(cron="0/5 * *  * * ? ")   //每5秒執(zhí)行一次
    public void execute(){
        SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); 
        log.info("任務(wù)執(zhí)行" + df.format(new Date()));
    }
}

或者或者使用第三方的工具，例如XXL-Job等。就XXL-Job而言，如果說是大型項(xiàng)目，硬件資源和項(xiàng)目環(huán)境都具備，XXL-Job確實(shí)是最佳的選擇，可是對于項(xiàng)目體量不大，又不想過多的引入插件；使用XXL-Job多少有點(diǎn)“殺雞用牛刀”的意思；

之所以這樣說，是因?yàn)樵赟pringBoot中集成使用XXL-Job的步驟如下：

引入依賴，配置執(zhí)行器Bean
在自己項(xiàng)目中編寫定時(shí)任務(wù)代碼
部署XXL-Job
登錄XXL-Job調(diào)度中心的 Web 控制臺，創(chuàng)建一個(gè)新的任務(wù)，選擇剛才配置的執(zhí)行器和任務(wù)處理器，設(shè)置好觸發(fā)條件（如 Cron 表達(dá)式）和其他選項(xiàng)后保存
生產(chǎn)環(huán)境下，還要把配置好任務(wù)的XXL-Job和項(xiàng)目一起打包

@Component
public class SampleXxlJob {
    @XxlJob("sampleJobHandler")
    public void sampleJobHandler() throws Exception {
        // 業(yè)務(wù)邏輯
        System.out.println("Hello XXL-JOB!");
    }
}

這一套步驟在中小型項(xiàng)目中，明顯成本大于效果，而使用XXL-Job無非就是想動態(tài)的去管理定時(shí)任務(wù)，可以在運(yùn)行狀態(tài)下隨意的執(zhí)行、中斷、調(diào)整執(zhí)行周期、查看運(yùn)行結(jié)果，而不是像基于@Scheduled注解實(shí)現(xiàn)后，無法改變。

所以，這里就基于SpringBoot實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)度定時(shí)任務(wù)，之前針對這個(gè)問題，我寫過一篇CSDN文章（連接放在下方），最近博主將相關(guān)的代碼進(jìn)行了匯總，并且在易用性和擴(kuò)展性上進(jìn)行了加強(qiáng)，基于COLA架構(gòu)理論，封裝到了組件層

這次加強(qiáng)主要包括:

剝離了任務(wù)的持久化，使其依賴更簡潔，真正以starter的形式開箱即用
擴(kuò)展了方法級的定時(shí)任務(wù)注冊，能夠像xxl-job一樣，一個(gè)注解搞定動態(tài)定時(shí)任務(wù)的注冊及管理

2|0動態(tài)定時(shí)任務(wù)實(shí)現(xiàn)思路

關(guān)于動態(tài)定時(shí)任務(wù)的核心思路是反射+定時(shí)任務(wù)模板，這兩部分的核心框架不變，相關(guān)內(nèi)容可以回顧我之前的博客：

輕量級動態(tài)定時(shí)任務(wù)調(diào)度

這里主要是針對強(qiáng)化的第二點(diǎn)進(jìn)行思路解釋，第二點(diǎn)的強(qiáng)化是加入了類掃描機(jī)制，通過掃描，實(shí)現(xiàn)了自動注冊，規(guī)避了之前每新增一個(gè)定時(shí)任務(wù)都必須得預(yù)制SQL的步驟：

類級別定時(shí)任務(wù)實(shí)現(xiàn)思路：在原模板模式的基礎(chǔ)下，基于AbstractBaseCronTask類自定義的定時(shí)任務(wù)子類作為類級別定時(shí)任務(wù)，即一個(gè)類為一個(gè)定時(shí)任務(wù)，初始時(shí)由包掃描所有的子類，并使用反射將其實(shí)例化，逐一加入到進(jìn)程管理中，并激活定時(shí)調(diào)度。

基于@MethodJob的方法級別任務(wù)實(shí)現(xiàn)思路：以 AbstractBaseCronTask類為基礎(chǔ)，定義一個(gè)固定的子類BaseMethodLevelTask，并在其內(nèi)部限定任務(wù)的執(zhí)行方式，掃描所有標(biāo)注了@MethodJob的方法及其所屬的Bean，連同Bean及方法的反射類作為構(gòu)造函數(shù)，生成BaseMethodLevelTask對象，因?yàn)锽aseMethodLevelTask也是AbstractBaseCronTask的子類，則可以以類級別定時(shí)任務(wù)的方式，將其生成定時(shí)任務(wù)，并進(jìn)行管理。

本質(zhì)還是管理的AbstractBaseCronTask子類在線程池中的具體對象，不同的地方是類級別定時(shí)任務(wù)是一個(gè)具體的任務(wù)類僅生成一個(gè)對象，class路徑即是唯一的標(biāo)識，而方法級別的定時(shí)任務(wù)均基于BaseMethodLevelTask生成無數(shù)個(gè)對象，具體標(biāo)識則是構(gòu)造函數(shù)傳入的Bean的反射對象和方法名。

對此部分感興趣的可以一起參與開發(fā)，該項(xiàng)目地址：Gitee源碼，主要為其中task-component模塊。

3|0組件使用方法

根據(jù)Git地址，將源碼down下，編譯安裝到本地私倉中，以Maven的形式引入即可，該組件遵循Spring-starter規(guī)范，開箱即用。

<dependency>
            <groupId>com.gcc.container.components</groupId>
            <artifactId>task-component</artifactId>
            <version>1.0.0</version>
        </dependency>

3|1Yaml配置說明

給出一個(gè)yaml模板：

gcc-task:
  task-class-package : *
  data-file-path: /opt/myproject/task_info.json

對于task-component的配置只有兩個(gè)，task-class-package和data-file-path

屬性	說明	是否必須	缺省值
task-class-package	指定定時(shí)任務(wù)存放的包路徑，不填寫或無此屬性則默認(rèn)全項(xiàng)目掃描，填寫后可有效減少初始化時(shí)間	否	*
data-file-path	定時(shí)任務(wù)管理的數(shù)據(jù)存放文件及其路徑,默認(rèn)不填寫則存放項(xiàng)目運(yùn)行目錄下，如自行擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，則該配置自動失效	否	class:db/task_info.json

此處的兩個(gè)配置項(xiàng)都包含默認(rèn)值，所以不進(jìn)行yml的gcc-task仍舊可以使用該組件

3|2新建定時(shí)任務(wù)

對于該組件在進(jìn)行定時(shí)任務(wù)的創(chuàng)建時(shí)，有兩種，分別是類級定時(shí)任務(wù)和方法級定時(shí)任務(wù)，兩者的區(qū)別在于是以類為基本的單位還是以方法為一個(gè)定時(shí)任務(wù)的單位，對于運(yùn)行效果則并無區(qū)別，根據(jù)個(gè)人喜好，選擇使用哪一種即可

類級定時(shí)任務(wù)

新增一個(gè)定時(shí)任務(wù)邏輯，則需要實(shí)現(xiàn)基類AbstractBaseCronTask ，并加入注解 @ClassJob

ClassJob的參數(shù)如下：

參數(shù)	說明	樣例
cron	定時(shí)任務(wù)默認(rèn)的執(zhí)行周期，僅在首次初始化該任務(wù)使用（必填）	10 0/2 * * * ?
desc	任務(wù)描述，非必填	這是測試任務(wù)
bootup	是否開機(jī)自啟動，缺省值為 false	false

cron 屬性僅在第一次新增該任務(wù)時(shí)提供一個(gè)默認(rèn)的執(zhí)行周期，必須填寫，后續(xù)任務(wù)加載后，定時(shí)任務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)會被存放在文件或數(shù)據(jù)庫中，此時(shí)則以文件或數(shù)據(jù)庫中該任務(wù)的cron為主，代碼中的注解則不會生效，如果想重置，則刪除已經(jīng)持久化的任務(wù)即可。

一個(gè)完整的Demo如下：

@TaskJob(cron = "10 0/2 * * * ?" ,desc = "這是一個(gè)測試任務(wù)",bootup = true)
public class TaskMysqlOne extends AbstractBaseCronTask {
    public TaskMysqlOne(TaskEntity taskEntity) {
        super(taskEntity);
    }
    @Override
    public void beforeJob() {
    }
    @Override
    public void startJob() {
    }
    @Override
    public void afterJob() {
    }
}

繼承AbstractBaseCronTask 必須要實(shí)現(xiàn)攜帶TaskEntity參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)、beforeJob()、startJob() 、afterJob() 三個(gè)方法即可。原則上這三個(gè)方法是規(guī)范定時(shí)任務(wù)的執(zhí)行，實(shí)際使用，只需要把核心邏輯放在三個(gè)方法中任何一個(gè)即可。

因定時(shí)任務(wù)類是非SpringBean管理的類，所以在自定義的定時(shí)任務(wù)類內(nèi)無法使用任何Spring相關(guān)的注解（如@Autowired），但是卻可以通過自帶的getServer(Class<T> className)方法來獲取任何Spring上下文中的Bean

例如，你有一個(gè)UserService的接口及其Impl的實(shí)現(xiàn)類，想在定時(shí)任務(wù)類中使用該Bean，則可以：

@TaskJob(cron = "10 0/2 * * * ?" ,desc = "這是一個(gè)測試任務(wù)",bootup = true)
public class TaskMysqlOne extends AbstractBaseCronTask {
    public TaskMysqlOne(TaskEntity taskEntity) {
        super(taskEntity);
    }
    @Override
    public void beforeJob() {
    }
    @Override
    public void startJob() {
        List<String> names = getServer(UserService.class).searchAllUserName();
        //后續(xù)邏輯……
        //其他邏輯
    }
    @Override
    public void afterJob() {
    }
}

方法級定時(shí)任務(wù)

如果不想新建類，或者不想受限于AbstractBaseCronTask的束縛，則可以像xxl-job定義定時(shí)任務(wù)一樣，直接在某個(gè)方法上標(biāo)注@MethodJob注解即可。

@MethodJob的參數(shù)如下：

參數(shù)	說明	樣例
cron	定時(shí)任務(wù)默認(rèn)的執(zhí)行周期，僅在首次初始化該任務(wù)使用（必填）	10 0/2 * * * ?
desc	任務(wù)描述，非必填	這是測試任務(wù)
bootup	是否開機(jī)自啟動，缺省值為 false	false

通ClassJob一樣，cron 屬性僅在第一次新增該任務(wù)時(shí)提供一個(gè)默認(rèn)的執(zhí)行周期，必須填寫，后續(xù)任務(wù)加載后，定時(shí)任務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)會被存放在文件或數(shù)據(jù)庫中，此時(shí)則以文件或數(shù)據(jù)庫中該任務(wù)的cron為主，代碼中的注解則不會生效，如果想重置，則刪除已經(jīng)持久化的任務(wù)即可。

下面是一個(gè)例子：

//正常定義的Service接口
public interface AsyncTestService {
    void  taskJob();
}
//Service接口實(shí)現(xiàn)類
@Service
public class AsyncTestServiceImpl implements AsyncTestService {
    @MethodJob(cron = "11 0/1 * * * ?",desc = "這是個(gè)方法級任務(wù)")
    @Override
    public void taskJob() {
        log.info("方法級別任務(wù)查詢關(guān)鍵字為企業(yè)的數(shù)據(jù)");
        QueryWrapper<ArticleEntity> query = new QueryWrapper<>();
        query.like("art_name","企業(yè)");
        List<ArticleEntity> data = articleMapper.selectList(query);
        log.info("查出條數(shù)為{}",data.size());
    }
}

注：該注解僅支持SpringBoot中標(biāo)注為@Component、@Service、@Repository的Bean

3|3動態(tài)調(diào)度任務(wù)接口說明

定時(shí)任務(wù)相關(guān)的管理操作均封裝在TaskScheduleManagerService接口中，接口內(nèi)容如下：

public interface TaskScheduleManagerService {
    /**
     * 查詢在用任務(wù)
     * @return
     */
    List<TaskVo> searchTask(SearchTaskDto dto);
    /**
     * 查詢?nèi)蝿?wù)詳情
     * @param taskId 任務(wù)id
     * @return TaskEntity
     */
    TaskVo searchTaskDetail(String taskId);
    /**
     * 運(yùn)行指定任務(wù)
     * @param taskId 任務(wù)id
     * @return TaskRunRetDto
     */
    TaskRunRetVo runTask(String taskId);
    /**
     * 關(guān)停任務(wù)
     * @param taskId 任務(wù)id
     * @return TaskRunRetDto
     */
    TaskRunRetVo shutdownTask(String taskId);
    /**
     * 開啟任務(wù)
     * @param taskId 任務(wù)id
     * @return TaskRunRetDto
     */
    TaskRunRetVo openTask(String taskId);
    /**
     * 更新任務(wù)信息
     * @param entity 實(shí)體
     * @return TaskRunRetDto
     */
    TaskRunRetVo updateTaskBusinessInfo(TaskEntity entity);
}

可直接在外部項(xiàng)目中注入使用即可：

@RestController
@RequestMapping("/myself/manage")
public class TaskSchedulingController {
    //引入依賴后可直接使用注入
    @Autowired
    private TaskScheduleManagerService taskScheduleManagerService;
    @GetMapping("/detail")
    @Operation(summary = "具體任務(wù)對象")
    public Response searchDetail(String taskId){
        return Response.success(taskScheduleManagerService.searchTaskDetail(taskId));
    }
    @GetMapping("/shutdown")
    @Operation(summary = "關(guān)閉指定任務(wù)")
    public Response shutdownTask(String taskId){
        return Response.success(taskScheduleManagerService.shutdownTask(taskId));
    }
    @GetMapping("/open")
    @Operation(summary = "開啟指定任務(wù)")
    public Response openTask(String taskId){
        return Response.success(taskScheduleManagerService.openTask(taskId));
    }
}

接口效果：

可使用該接口，進(jìn)行UI頁面開發(fā)。

3|4關(guān)于任務(wù)持久化的擴(kuò)展

在實(shí)現(xiàn)思路中提到過，task-component的執(zhí)行原理需要將注冊后的任務(wù)持久化，下次再啟動項(xiàng)目時(shí)，則直接使用持久化的TaskEntity來加載定時(shí)任務(wù)。

考慮到定時(shí)任務(wù)的數(shù)量不大，且對于交互要求不高，另外考慮封裝成組件的獨(dú)立性和普適性，不想額外引入數(shù)據(jù)庫依賴和ORM框架，所以組件默認(rèn)的是以JSON文件的形式進(jìn)行存儲，實(shí)際使用中，考慮到便利性，可以自行對持久化部分進(jìn)行擴(kuò)展。

所謂持久化，其實(shí)本制是持久化TaskEntity對象，TaskEntity對象如下：

@Data
public class TaskEntity implements Serializable {
    /**
    * 任務(wù)ID（唯一）
    */
    private String taskId;
    /**
    * 任務(wù)名稱
    */
    private String taskName;
    /**
    * 任務(wù)描述
    */
    private String taskDesc;
    /**
    * 遵循cron 表達(dá)式
    */
    private String taskCron;
    /**
     * 類路徑
     */
    private String taskClass;
     /**
     * 任務(wù)級別  CLASS_LEVEL 類級別，METHOD_LEVEL 方法級別
     */
    private TaskLevel taskLevel;
    /**
     * 任務(wù)注冊時(shí)間
     */
    private String taskCreateTime;
    /**
     * 是否啟用，1啟用，0不啟用
     */
    private Integer taskIsUse;
    /**
     * 是否系統(tǒng)啟動后立刻運(yùn)行 1是。0否
     */
    private Integer taskBootUp;
    /**
     * 上次運(yùn)行狀態(tài) 1：成功，0：失敗
     */
    private Integer taskLastRun;
    /**
     * 任務(wù)是否在內(nèi)存中 1:是，0：否
     */
    private Integer taskRamStatus;
     /**
     * 外部配置 （擴(kuò)展待使用字段）
     */
    private String taskOutConfig;
    /**
     * 加載配置
     */
    private String loadConfigure;
}

擴(kuò)展的主要操作為兩步：

新建存放taskEntity的表
實(shí)現(xiàn)TaskRepository接口

首先新建數(shù)據(jù)庫表，這里以Mysql為例給出建表語句：

DROP TABLE IF EXISTS `tb_task_info`;
CREATE TABLE `tb_task_info` (
  `task_id` varchar(100) NOT NULL PRIMARY KEY ,
  `task_name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `task_desc` text,
  `task_cron` varchar(20) DEFAULT NULL,
  `task_class` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '定時(shí)任務(wù)類路徑',
  `task_level` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '任務(wù)級別：類級別（CLASS_LEVEL）、方法級別（METHOD_LEVEL）',
  `task_is_use` tinyint DEFAULT NULL COMMENT '是否啟用該任務(wù)，1：啟用，0禁用',
  `task_boot_up` tinyint DEFAULT NULL COMMENT '是否為開機(jī)即運(yùn)行，1:初始化即運(yùn)行，0，初始化不運(yùn)行',
  `task_out_config` text CHARACTER SET utf8mb3 COLLATE utf8mb3_general_ci COMMENT '定時(shí)任務(wù)額外配置項(xiàng),采用json結(jié)構(gòu)存放',
  `task_create_time` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb3 COLLATE utf8mb3_general_ci DEFAULT NULL COMMENT '定時(shí)任務(wù)追加時(shí)間',
  `task_last_run` tinyint DEFAULT NULL COMMENT '任務(wù)上次執(zhí)行狀態(tài)；1正常，0執(zhí)行失敗,null未知',
  `task_ram_status` tinyint DEFAULT NULL COMMENT '任務(wù)當(dāng)前狀態(tài)；1內(nèi)存運(yùn)行中，0內(nèi)存移除',
  `loadConfigure` text  COMMENT '加載相關(guān)配置',  
PRIMARY KEY (`task_id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb3 ROW_FORMAT=DYNAMIC;

實(shí)現(xiàn)TaskEntityRepository 接口，接口內(nèi)容為：

public interface TaskEntityRepository {
    /**
     * 新增數(shù)據(jù)
     * @param entity
     * @return int
     */
    int save(TaskEntity entity);
    /**
     * 刪除任務(wù)，根據(jù)TaskId
     * @param id id
     * @return int
     */
    int removeByTaskId(String id);
     /**
     * 更新任務(wù)(除taskId外，所有字段必須更新)
     * @param entity 實(shí)體
     * @return int
     */
    int update(TaskEntity entity);
    /**
     * 查詢?nèi)咳蝿?wù)
     * @return List<TaskEntity>
     */
    List<TaskEntity> queryAllTask();
}

只需要新建類，然后實(shí)現(xiàn)該接口即可，如下是基于Mybatis-Plus進(jìn)行的實(shí)現(xiàn)樣例：

@Mapper
public interface TaskDataMapper extends BaseMapper<TaskEntity> {
}
@Repository
//此處一定要用@Primary注解進(jìn)行固定
@Primary
public class TaskEntityReponsitoryImpl implements TaskEntityRepository {
    @Autowired
    private TaskDataMapper taskDataMapper;
    @Override
    public int save(TaskEntity entity) {
        entity.setTaskCreateTime(DateUtil.now());
        return taskDataMapper.insert(entity);
    }
    @Override
    public int removeByTaskId(String id) {
        QueryWrapper<TaskEntity> query = new QueryWrapper<>();
        query.eq("task_id",id);
        return taskDataMapper.delete(query);
    }
    @Override
    public int update(TaskEntity entity) {
        UpdateWrapper<TaskEntity> update = new UpdateWrapper<>();
        update.eq("task_id",entity.getTaskId());
        return taskDataMapper.update(entity,update);
    }
    @Override
    public List<TaskEntity> queryAllTask() {
        return taskDataMapper.selectList(new QueryWrapper<>());
    }
}

至此，項(xiàng)目中則可以以數(shù)據(jù)庫表的形式來管理定時(shí)任務(wù)：

任務(wù)運(yùn)行日志：

[main] com.web.test.Application                 : Started Application in 3.567 seconds (JVM running for 4.561)
[main] .g.c.c.t.c.InitTaskSchedulingApplication : 【定時(shí)任務(wù)初始化】 容器初始化
[main] o.s.s.c.ThreadPoolTaskScheduler          : Initializing ExecutorService
[main] .g.c.c.t.c.InitTaskSchedulingApplication : 【定時(shí)任務(wù)初始化】定時(shí)任務(wù)初始化任務(wù)開始
[main] c.g.c.c.task.compont.TaskScheduleImpl    : 【定時(shí)任務(wù)初始化】裝填任務(wù):TaskTwoPerson [ 任務(wù)執(zhí)行周期：15 0/2 * * * ? ] [ bootup：0]
[main] c.g.c.c.task.compont.TaskScheduleImpl    : 【定時(shí)任務(wù)初始化】裝填任務(wù):TaskMysqlOne [ 任務(wù)執(zhí)行周期：10 0/2 * * * ? ] [ bootup：1]
[main] c.g.c.c.task.compont.TaskScheduleImpl    : 【定時(shí)任務(wù)初始化】裝填任務(wù):taskJob [ 任務(wù)執(zhí)行周期：11 0/1 * * * ? ] [ bootup：0]
[main] .g.c.c.t.c.InitTaskSchedulingApplication : 【定時(shí)任務(wù)初始化】定時(shí)任務(wù)初始化任務(wù)完成
[main] c.g.c.c.task.service.AfterAppStarted     : 【定時(shí)任務(wù)自運(yùn)行】運(yùn)行開機(jī)自啟動任務(wù)
[main] TaskMysqlOne                             : ---------------------任務(wù) TaskMysqlOne 開始執(zhí)行-----------------------
[main] TaskMysqlOne                             : 任務(wù)描述：這是一個(gè)測試任務(wù)
[main] TaskMysqlOne                             : 我是張三
[main] TaskMysqlOne                             : 任務(wù)耗時(shí)：約 0.0 s
[main] TaskMysqlOne                             : ---------------------任務(wù) TaskMysqlOne 結(jié)束執(zhí)行-----------------------
[task-thread-1] taskJob                                  : ---------------------任務(wù) taskJob 開始執(zhí)行-----------------------
[task-thread-1] taskJob                                  : 任務(wù)描述：這是個(gè)方法級任務(wù)
[task-thread-1] c.w.t.service.impl.AsyncTestServiceImpl  : 方法級別任務(wù)查詢關(guān)鍵字為企業(yè)的數(shù)據(jù)
[task-thread-1] c.w.t.service.impl.AsyncTestServiceImpl  : 查出條數(shù)為1
[task-thread-1] taskJob                                  : 任務(wù)耗時(shí)：約 8.45 s
[task-thread-1] taskJob                                  : ---------------------任務(wù) taskJob 結(jié)束執(zhí)行-------------------

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